28.08.2020 (Doc Storage)
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Kommt mit QLC-Flash das Ende hybrider Speichersysteme?

  • Inhalt dieses Artikels
  • Wiederherstellungszeit großer HDDs nicht mehr zeitgerecht
  • Immer weniger Argumente für einen Einsatz von HDDs

Antwort Doc Storage:

Natürlich bräuchte man für eine zuverlässige Antwort auf diese Frage eine gut funktionierende Glaskugel. Allerdings lässt sich eine klare Tendenz erkennen, schon allein in den Absatzzahlen der Hersteller von Festplatten und Festspeichermedien. Während die Anzahl der verkauften Festplatten immer weiter stagniert oder sogar abnimmt, nehmen die Nutzer immer mehr Flash-Laufwerke ab. Dies hat zum einen natürlich den Grund, dass Flash-Speicher jeder Klasse immer großvolumiger und gleichzeitig preiswerter werden. Zum anderen haben die mechanischen HDDs langsam aber sicher ihre Grenzen erreicht, was Speichergröße und Geschwindigkeit angeht. Darüber hinaus benötigen Festplatten ein Vielfaches an Energie, und geben gleichzeitig wesentlich mehr Wärme ab. Die Kosten für Flash-Arrays werden also nicht nur geringer, weil die Medien immer preiswerter werden, sondern weil sie auch wesentlich weniger Leistung abnehmen und ebenso deutlich weniger an den Klimaanlagen zerren.

Wiederherstellungszeit großer HDDs nicht mehr zeitgerecht

Betrachtet man durchschnittliche hybride Speichersysteme, so sind diese heute in den meisten Fällen mit zwei bis vier TByte großen SSDs für die »heißen« Daten und mit vier bis acht TByte großen Festplatten als Massenspeicher bestückt. Natürlich stehen auch Laufwerke mit 14 oder gar mehr TByte Volumen zur Verfügung, allerdings lauert bei diesen in Standard-RAID-Gruppen immer der Teufel der Wiederherstellungszeit. Benötigen beschriebene vier TByte selbst mit 7.200 Umdrehungen schon bis zu sechs Stunden, um beim Ausfall eines Laufwerkes die Daten wieder zurückzurechnen, sind dies bei acht TByte schon zwölf Stunden und so weiter. In dieser Zeit sind die Daten, zumindest unter RAID 5 oder ähnlichen Schutzklassen, der Gefahr des Verlustes beim Ausfall eines weiteren Laufwerkes ausgesetzt. Und diese Gefahr erhöht sich während des Rebuilds durch die erhöhte mechanische Belastung erheblich.

Für Flash-Medien verringert sich die Zeit, die für das Erstellen eines neuen Laufwerkes in einer RAID-Gruppe benötigt wird, dramatisch. Darüber hinaus ist das Medium keiner erhöhten mechanischen Belastung ausgesetzt, die Zuverlässigkeit verringert sich in dieser Phase daher kaum bis überhaupt nicht.

Immer weniger Argumente für einen Einsatz von HDDs

All diese Argumente sprechen ausschließlich für den schnellen Ersatz der rotierenden Laufwerke durch Festspeicher, zumindest im operativen DV-Umfeld. Kosten Standard-QLC-SSDs momentan noch zwischen 100 und 120 Euro pro TByte, dürfte sich dieser Preis im kommenden Jahr halbieren, wenn es bei der jetzigen Tendenz bleibt. Im Markt sind bereits Modelle mit vier TByte erhältlich, solche mit acht TByte stehen schon in den Preislisten. Die Auslieferung sollte demnächst starten, sowohl als Standardplatte mit 6-Gbit-SATA-Schnittstelle als auch als M2- oder mSATA-Ausführung.

All diese Argumente (Preisverfall, immer höhere Volumina, wesentlich höhere Leistung, geringere Strom- und Klimakosten) sprechen ausschließlich für den Drang der QLC-Medien auch in den Standard-RAID-Markt. Die klassischen Festplatten dürften damit immer mehr in den Backup- und Archiv-Markt gedrängt werden. Hier treffen sie allerdings zunehmend auf leistungsfähigere und größere Bandsysteme. Somit ist meine ganz persönliche Meinung, dass die Zeiten des »rotierenden Rosts« in den kommenden Jahren abgelaufen sein dürften. Mechanische Laufwerke werden den Zweifrontenkrieg zwischen Flash und Band nicht überstehen, zumal diese beiden Medien noch reichlich Raum für Weiterentwicklungen bieten, während eine solche bei Festplatten mit 16 bis 20 TByte ein Ende gefunden haben dürfte, Einsatz von Helium und anderen Tricks hin oder her.

Gruß
Doc Storage

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Kommentare (4)
18.09.2020 - LHL

Eigentlich ist es ziemlich sinnfrei, den Tod einer Technologie heraufzubeschwören. Das ist - aus meiner Sicht - lediglich für die strategische Ausrichtung der jeweiligen Hersteller relevant. Der Markt (bzw. die Anwender oder Verbraucher) werden dann eh das kaufen, was für sie das beste Preis/Leistungsverhältnis hat. Bei Festplatten ist es nun mal so, dass bei den Umdrehungsgeschwindigkeiten aufgrund der Belastbarkeit des Trägermarterials bei 15k Schluss ist. Ich kann in die bestehenden Formfaktoren auch keine zusätzlichen Spindeln mehr unter bringen. Weniger als Helium (z.B. Vakuum) geht nicht, weil die Schreib/Leseköpfe ein Gaskissen brauchen, um über den Scheiben zu schweben. Und irgendwie muss ich die Hitze, die beim Schreiben erzeugt wird (es wird ja zusätzliche Energie benötigt) auch abtransportieren - Vakuum ist bekanntlich ein sehr schlechter Wärmeleiter. Damit wird das Problem der immer schlechter werdenden Zugriffszeit pro Kapazität auch weiterhin immer größer und der Vorteil der drehenden Platte gegenüber Tape geringer. Ob der bestehende Vorteil ausreicht, um die Technologie der drehenden Platten weiter zu erhalten werden wir sehen ...
Für die "Use-Cases", die wir bei uns im RZ bedienen, sind die Tage der drehenden Festplatten im Primärspeicher allerdings gezählt - sie sind zu langsam. Für "lau warme Daten" setzen wir sie allerdings auch immer noch ein.

08.09.2020 - rwk

Was wir sehen ist dass die Kapazität der Online- (oder Nearline-) Storages stark wächst. Diese Kapazität kann man weder mit Tape darstellen (nicht "online") noch mit Flash (auf unabsehbare Zeit zu teuer, und selbst wenn preislich kokurrenzfähig kann gar nicht genug Flash produziert werden: 2019: 900 ExaByte HDD, 150 ExaByte SSD...). So schnell werden wir den rotierenden Rost nicht los!

04.09.2020 - Jobe

nur mal so als Rueckblick,
damals war die Kristalkugel genauso genau wie die des Doc's

www.speicherguide.de/storage-hardware/festplatten/western-digital-mamr-ermoeglicht-40-tbyte-festplatten-23500.aspx

04.09.2020 - Jobe

Erinnert mich irgendwie an die Unkenrufe ala Tape ist tot, Festplatten sind viel besser ... MLC hat in einem Datacenter nichts zu suchen, viel zu gefaehrlich Daten drauf zu speichern , nur SLC taugt was ...
Mit MAMR, HAMR, ePMR usw stehen noch einige Technologien zur Verfügung um die Kapazitaeten von Festplatten zu erhoehen, also bei 20TB ist noch lange nicht Schluss.
Das Tapes vollstaendig HDDs als (Archiv)Massespeicher verdraengen halte ich fuer gewagt optimistisch, die Nachteile (vor allem hier die Latenz) sprechen aktuell in den Verkaufszahlen eine eindeutige Sprache, auch wenn das hier der ein oder andere Sponsor natuerlich anders sieht ...
aber wie immer wird es der Kundenwille und somit die Zukunft der Verkaeufer aeh Hersteller zeigen ...


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